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1、核磁共振波谱诊断脑瘤技术（化学指纹）,磁共振波谱(MRS),MRS：是一种新兴的无创性体内观察组织代谢的方法,在脑肿瘤的基础和临床研究中具有重要价值。在提高脑肿瘤诊断准确率、鉴别肿瘤复发与放射治疗后坏死、了解肿瘤的代谢特性及预测肿瘤临床进程等方面具有重要意义,且能为临床制订合理的治疗方案提供帮助。,一、基本原理与成像技术1、磁共振波谱（MRS）一种利用核磁共振现象和化学位移作用对一系列原子核及其化合物进行分析的方法。MRS是目前无损伤性的研究人体器官和组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法之一。,化学位移（chemical shift）同一种原子核，在不同的分子中，由于周围电子云的结构、分布
2、和运动状态不同，周围电子云对其产生不同的屏蔽作用磁屏蔽（化学环境）,1H在H2O和脂类(-CH3)具有不同的化学环境，则有不同的进动频率： = B = （1-）B0-屏蔽常数,不同，即使在同一B0中，不同的化合物的相同原子核由于其所处的化学环境不同，其周围磁场强度会有细微变化，共振频率也会有所差别化学位移在1.5T主磁场中， H2O和脂类中的1H的共振频率分别为63.75Hz及210Hz（相差3ppm） 化学位移的单位表述 赫兹（Hz） 相对值（ppm）：频率的百万分之一,二、技术方法,参考像,选取ROI,空间定域,匀场,抑水,扫描,单体素采集（对一个体素的化合物浓度进行分析） 多体素采集（计
3、算ROI内所有体素化合物的平均浓度）,2D-CS 3D-CSI,激励回波序列 点解析波谱,基本过程,NAA,Cr,Cho,Lac,Glx,Cr,3.9 3.2 3.0 2.4 2.0 1.3 ppm,三、正常图象分析1、常见化合物的化学位移及其作用,位于2.0ppm主要位于神经元上，是公认的神经元标志物，NAA降低往往提示神经元的脱失或功能障碍。,（1）NAA氮-乙酰天门冬氨酸,位于3.2ppm，与细胞膜磷脂代谢有关，参与细胞膜构成，并且是乙酰胆碱的前体；Cho升高，反映胶质增生、细胞增殖和膜转运增加。,（2）Choline胆碱复合物（甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱和胆碱）,位于3.0ppm(少量位于
4、3.94ppm)作用:高能磷酸盐的储备形式及ATP和ADP的缓冲剂；其含量相对较稳定，常被作为1H MRS相对定量测量时的参照物。,（3）Creatine肌酸（ Cr ）和磷酸肌酸（ pCr ）,位于1.3ppm,PRESS序列 TE=144ms时，呈倒置双峰TE=288ms时，呈正置双峰 正常情况下检测不到，常出现于缺血缺氧时。,（4）乳酸（Lactic acid）,位于3.6ppm星形细胞内的一种重要的渗透递质，参与调节渗透压，营养细胞及生成表面活性物质；作为星形细胞的标志物。,（5）MI肌醇,位于2.22.4ppm一种兴奋性神经递质在缺氧、肝性脑病或脑肿瘤等时升高,（6）Glx谷氨酰胺及
5、谷氨酸复合物,2、如何定量（1）绝对定量：（2）半定量：直接测代谢峰下的面积（3）相对定量：计算比值：NAA/CR CHO/NAACHO/CR NAA/（CHO+CR）等相对定量可以消除生物体及外磁场等的影响，应用较多。,在正常人群中，各种代谢物的浓度并非一成不变，具有个体差异，而且随年龄的变化代谢物浓度有规律地变化。,32w,4y,3mon,9y,（一）脑血管病 （二）肿瘤及肿瘤样病变 （三）颞叶癫痫 （四）老年性痴呆：Alzheimer病等 （五）一些儿童脑疾病 （六）其他： Parkinson病、白质脑病、肝性脑病、精神分裂症、MS等,四 1H MRS在颅脑中的应疾病诊断用,原来有那么多
6、用处啊！,MRS在脑肿瘤中的应用价值1H MRS对脑肿瘤的临床应用具有广泛的应用前景，主要有几个方面： 1、星形细胞瘤与急/亚急性脑梗塞、局灶性炎症的鉴别 2、环形增强病变的鉴别 3、肿瘤的定性诊断及良、恶性分级 4、界定肿瘤界限、指导治疗方案、 5、评估肿瘤治疗效果,脑肿瘤的波谱实质内NAA消失或降低，Cho显著升高，Cr轻度下降，可有Lac/Lip出现。坏死囊变区内NAA、 Cho、 Cr均明显降低，伴Lac 峰。,T,E,Necrosis,normal,NAA,Cho,Lip,Cr,星形细胞瘤、脑梗塞的1H MRS代谢物比值分析表Cho/NAA Cho/Cr NAA/Cr (Lac+Li
7、p)/Cr 星 形 2.120.31* 2.260.76* 0.910.18 0.450.19 梗 塞 0.810.62 0.910.46 0.880.17 0.680.14P 值 0.023 0.021 0.75 0.62,1.1、星形细胞瘤与急/亚急性脑梗塞的鉴别,脑梗塞：正常神经元功能障碍或死亡，细胞膜转运减慢或失，能量代谢下降，可以导致NAA，Cho 和Cr降低，但是，由于乏氧造成糖酵解增加，使Lac明显增高。星形细胞瘤：肿瘤细胞增殖、细胞膜转运增强，而正常神经元被替代，因此Cho明显升高，NAA显著降低，Cho/NAA、Cho/Cr明显增高。,Normal,Normal,附表：星形细
8、胞瘤和局灶性脑炎的波谱代谢物比值例数 Cho/NAA Cho/Cr 星形细胞瘤 11 2.120.31 2.260.76 局灶性脑炎 5 0.850.29 1.130.95 P值 0.05 0.05,1.2 星形细胞瘤与局灶性炎症的鉴别,肿瘤的定性诊断 脑膜瘤脑膜瘤系脑外肿瘤，理论上不包含NAA，但Cho显著增高。丙氨酸峰Ala（1.47ppm）的出现，是其特征性改变。转移瘤NAA消失； Cho明显升高；Cr降低； 出现Lac和/或Lip峰。 胶质瘤NAA明显下降（级别越高，下降越明显），Cho显著升高，Cr降低；可出现脂质波及乳酸峰，提示肿瘤的脂性坏死和缺氧程度。,2肿瘤的定性诊断及良、恶性
9、分级,肿瘤良、恶性分级,高、低级别胶质瘤肿瘤实质的1H-MRS代谢物比值分析表例数 Cho/NAA Cho/Cr NAA/Cr (Lac+Lip)/Cr 低级别 10 2.020.31 2.260.76 0.910.18 0.450.19 高级别 35 2.880.49 2.761.03 0.830.28 1.381.71P值 0.032 0.285 0.779 0.168,Cho/NAA=3.30,Cho/NAA=5.12,附表：转移瘤与高级别胶质瘤瘤周水肿波谱代谢物比值例数 Cho/NAA Cho/Cr 转移瘤 10 1.330.33 1.940.61高级别 35 2.030.63 2.2
10、80.74t值 0.70 0.33P值 0.006 0.230,3、界定肿瘤界限、指导治疗方案,胶质瘤：高级别胶质瘤瘤周水肿区有肿瘤细胞浸润，Cho显著增高，NAA、Cr明显下降， Cho/ Cr、 Cho / NAA 增高，尤其Cho / NAA ；非浸润性肿瘤（良性脑膜瘤、转移瘤等）瘤周没有肿瘤细胞浸润，不出现病理性谱线。,normal,tumor,tumor,necrosis,edema,edema,edema,edema,edema,1、肿瘤实质；2、3肿瘤下方水肿区； 4、5、6、7肿瘤内侧水肿区,脑膜瘤脑浸润,4、对治疗效果的监测研究表明，系列的MRS对治疗效果监测有帮助：瘤体缩小者，CHO值下降；瘤体增大者，CHO值升高。MRS是反应肿瘤代谢及发展的可靠指标。,术后改变：CHO、NAA、CR均低；肿瘤复发：CHO，NAA，CR，CHO/NAA,Okay，我们就学到这里吧！,
